DE932182C

DE932182C - Vibratory drilling method

Info

Publication number: DE932182C
Application number: DEH17078A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr-Ing Herbold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-07-16
Filing date: 1953-07-16
Publication date: 1957-03-28

Description

Schwingendes Bohrverfahren Beim schlagenden sowie beim drehenden Bohren von Löchern in das Erdreich erzeugt das Bohr-,verkzeug immer einen Lochdurchmesser, der bedeutend größer ist als das Bohrgestänge, das den Bohrer antreibt. Wenn das Bohrloch nicht standfest bleibt, wird eine Schutzverrohrung eingebaut. Mit dieser bohrt man in der Regel aber nicht, sie übernimmt vielmehr nur die Sicherung des Bohrloches gegen Einstürzen, auch wenn sie dem Bohrfortschritt folgend ständig nachgeführt wird wie beim sogenannten »Trockenbohren« im Lockergebirge.Vibratory drilling method For percussive as well as rotating drilling of holes in the ground, the drilling tool always creates a hole diameter, which is significantly larger than the drill pipe that drives the drill. If that Protective tubing is installed. With this As a rule, however, you do not drill, it only secures the Boreholes against collapsing, even if they are constantly tracked following the drilling progress is like so-called "dry drilling" in the loose mountains.

Beim He:rizontalbohren in sandigem Gebirge sind i Verfahren bekanntgeworden, bei denen mit einer Rohrfahrt selbst in direkter Berührung mit dem Gebirge gebohrt wird, und zwar durch Hin-und Herbewegen in Bohrrichtung mittels hydraulischer Pressen, die durch ihre großen Kräfte imstande sind, die sehr großen Reibungswiderstände zwischen Gebirge und Rohr zu überwinden. Die Reichweite ist dabei wegen der zu großen Reibungswiderstände begrenzt.In the case of he: rizontal drilling in sandy mountains, i methods have become known, those with a pipe trip even in direct contact with the rock were drilled by moving back and forth in the drilling direction by means of hydraulic presses, who are capable of creating very large frictional resistances due to their great forces to overcome between mountains and pipe. The range is because of the too large Frictional resistance is limited.

Die Erfindung umfaßt ein Bohrverfahren, bei dem ein Bohrgestänge, das zugleich Schutzrohrfahrt ist, die Bohrarbeit übernimmt, indem es im Bohrloch auf der Bohrlochwand zum Abrollen gebracht wird. Die Mittel, um dieses zu erreichen, sind zum Teil die gleichen wie die in dem deutschen Patent 858 532, welches ein Verfahren zum Lösen fest gewordener Rohre durch Schwingungen behandelt. Nach diesem Patent werden die Rohre an den fest gewordenen Stellen örtlichen periodischen Querkräften zur Erzeugung von Querschwingungen unterworfen, und zwar durch eine um eine Längsachse drehbare Masse, die durch einen Antrieb an beliebiger Stelle der Rohre in Umdrehung versetzt werden kann.The invention comprises a drilling method in which a drill string, which is at the same time a protective pipe travel, takes over the drilling work by causing it to roll in the borehole on the borehole wall. The means of accomplishing this are in part the same as those in German Patent 858 532, which deals with a method of vibrating loose stuck pipes. According to this patent, the pipes are subjected to local periodic transverse forces at the fixed points to generate transverse vibrations, namely by a mass which can be rotated about a longitudinal axis and which can be set in rotation by a drive at any point on the pipes.

Erfindungsgemäß wird nunmehr das bekannte Verfahren zum Niederbringen von Tiefbohrlöchern angewandt, indem das im wenig größeren Bohrloch abrollende Bohrrohr, das zugleich Schutzrohr .ist, durch schnell umlaufende,, quer zur Längsachse gerichtete Fliehkräfte oder durch umlaufende elastische Verbiegung oder durch Gelenke ermöglichte umlaufende Ausknickung angetrieben wird.According to the invention, the known method for bringing down is now of deep boreholes applied by doing that in the little larger borehole unrolling drill pipe, which is at the same time a protective pipe, through rapidly rotating, transversely Centrifugal forces directed towards the longitudinal axis or by circumferential elastic bending or circumferential buckling made possible by joints.

Beim Abrollen dreht sich das Bohrrohr dabei auch langsam und entgegengesetzt zur Fliehkraft-oder Durchbiegungsumlaufrichtung um die eigene Längsachse, es erhält also einen Drehantrieb unmittelbar im Bohrloch selbst und nicht von übertage wie beim bekannten Drehbohrer. Der Reihungswiderstand zwischen Außenwand des Gestängerohres und Gebirge in Bohrrichtung wird dabei praktisch gänzlich ausgeschaltet, so daß das Eigengewicht beim Vertikalbohrer oder die Vordrückkraft beim Horizontalbohrer gänzlich auf die Bohrlochsohle gelangt und ausschließlich :dem Bohrfortschritt zugute kommt. Es ist aus der Lehre vom Reibungswiderstand bekannt, daß dieser der Bewegungsrichtung immer genau entgegengesetzt gerichtet ist. Beim Verschieben eines Gewichtes auf einer reibenden Unterlage mniß die Verschiebekraft mindestens so groß sein wie Reibungsziffer mal Gewicht (oder Andruckkraft), sonst erfolgt keine Bewegung. Ist sie das, bewegt sich das Gewicht also, so genügt die kleinste Kraft in Querrichtung, dazu auch eine Bewegungskomponente in Querrichtung zu. erzeugen. Für diese quer gerichtete Bewegung ist also keineswegs eine Mindestkraft erforderlich, jede noch so kleine Querkraft erzeugt auch eine Bewegung. Die Reibungsziffer in: Querrichtung ist also praktisch o.When unrolling, the drill pipe also rotates slowly and in the opposite direction to the centrifugal force or deflection direction of rotation around its own longitudinal axis, it receives So a rotary drive directly in the borehole itself and not from above like with the well-known rotary drill. The series resistance between the outer wall of the drill pipe and mountains in the drilling direction is practically completely eliminated, so that the dead weight of the vertical drill or the pushing force of the horizontal drill Entirely reached the bottom of the borehole and exclusively: for the benefit of drilling progress comes. It is known from the teaching of frictional resistance that this is the direction of movement is always exactly opposite. When moving a weight on On a rubbing base, the displacement force must be at least as great as the coefficient of friction times the weight (or pressure), otherwise there is no movement. Is that she, moved So if the weight increases, the smallest force in the transverse direction is sufficient, plus one too Movement component in the transverse direction. produce. For this transverse movement So a minimum force is by no means required, no matter how small a transverse force also creates movement. The coefficient of friction in: transverse direction is therefore practical O.

Beim gewöhnlichen rotierenden Hineinbohren eines Gestängerohres in das Erdreich bei urmittel= barer Berührung mit diesem wird diese Gesetzmäßigkeit zwar auch wirksam, jedoch wird der Reihungswiderstand, der beim Rotieren zu überwinden ist, alsbald viel zu groß, um damit nennenswerte Teufen zu erreichen. Nach der Erfindung jedoch ist nur der Rollwiderstand zu überwinden, der sehr viel kleiner ist, während dabei doch auch kleine Gleitbewegungen stattfinden, so daß die oben geschilderte Gesetzmäßigkeit ebenfalls. wirksam wird. Außerdem wird nach der Erfindung das Gebirge auch umlaufend etwas zur Seite gedrückt und verfestigt, so :daß schon aus diesem Grunde das Gestängerohr immer im Bohrloch locker bleibt.When drilling a drill pipe into the earth at primary contact with it becomes this law also effective, however, the series resistance that has to be overcome when rotating is soon much too big to reach any depths worth mentioning. According to the invention however, only the rolling resistance needs to be overcome, which is much smaller while at the same time, small sliding movements also take place, so that the one described above Lawfulness as well. takes effect. In addition, according to the invention, the mountains also something pressed to the side all around and solidified, so: that already from this one Basically the drill pipe always remains loose in the borehole.

Das Bohrverfahren nach der Erfindung hat den Vorteil gegenüber anderen Verfahren"daß nur eine einzige dünne Rohrfahrt (Hohlgestänge) benötigt wird, um immer ein bis zur Sohle verrohrtes Bohrloch: zu erhalten, wobei die Rohre aber nicht fest werden können, und auch nach langen Unterbrechungen diese sofort mit dem Innengestänge wiedergelöst werden können, entweder zum Weiterbohrer oder zum Ziehen des Hohlgestänges. Mittels dieses Verfahrens kann nun auch in nicht standfestem Gebirge vorteilhaft horizontal mit großer Reichweite und kleinem Durchmesser gebohrt werden, weil die Reihungswiderstände in Längsrichtung ausgeschaltet werden und das Gestängerohr nicht fest wird. Die Erfindung kante auf die verschiedensten Arten verwirklicht werden und ist in weiten Bereichen der Bohrtechnik mit großem Nutzen anwendbar. An verschiedenen Ausführungsformen seien die Verfahren näher erläutert.The drilling method according to the invention has the advantage over others Method "that only a single thin tube trip (hollow rods) is required to always a borehole cased to the bottom: to be maintained, but the pipes are not can become fixed, and even after long interruptions this immediately with the inner linkage can be released again, either to continue drilling or to pull the hollow rod. This method can now also be used advantageously in unstable mountains be drilled horizontally with long reach and small diameter because the Series resistances in the longitudinal direction are switched off and the drill pipe is not becomes solid. The invention could be implemented in a wide variety of ways and can be used to great advantage in wide areas of drilling technology. At different The methods are explained in more detail for embodiments.

In Fig. i ist i das unten zugespitzte ;geschlossene Hohlgestänge (oder Bohrrohr). Darin befindet sich ein an :der Zylinderfläche magnetisches Innengestänge 2, welches sieh an die Innenwand des Rohres i angelegt hat und daran haftet, aber abrollen kann. Durch Verdrehen der Stange 2 über eine Kreu-zgelenkverbindung 3 vermittels Motor 4 rollt die Stange 2 auf der Innenwand des Hohlgestänges i ab. Die Umlaufgeschwindigkeit beträgt das fache der Drehzahl des Motors 4 und ist seiner Drehrichtung entgegengesetzt gerichtet. Das Rohr i selbst rollt durch die umlaufende Fliehkraft des Gestänges. :2 auch im umgebenden Gebirge ab und rotiert dabei, auch langsam: um die eigene Achse, mit einer Drehzahl, die von dl und s1 abhängt, also auch von der Zusammendrückharkeit des Gebirges. Die Rotationen des Motors ¢ :und des Rohres i sind gleichgerichtet. Durch die Umlaufbewegung des Rohres i wühlt sich die Spitze ins Erdreich ein, und es sinkt runter Wirkung seines Gewichts oder einer zusätzlichen Gewichtsbelastung weiter ab. Dabei wird! das Magnetgestänge mit Antriebsmotor nachfolgend mit herabgelassen. Das Gebirge wird, wie beim Rammen, nur verdrängt, aber durch die rüttelnde Bewegung wird die natürliche Lagerungsdichte vergrößert und dadurch Raum geschaffen. Die zum Verdrängen notwendigen Kräfte sind deshalb bedeutend kleiner als beim Rammen. Außerdem ist diese rüttelnde Bodenverdichtung bei Gründungsarbeiten von größter Bedeutung.In Fig. I i is the closed hollow rod (or drill pipe) pointed at the bottom. Inside there is an inner linkage 2 which is magnetic on the cylinder surface and which has been placed against the inner wall of the tube i and adheres to it, but can roll off. By rotating the rod 2 via a cross-joint connection 3 by means of a motor 4, the rod 2 rolls on the inner wall of the hollow rod i. The rotational speed is times the speed of the motor 4 and is his Direction of rotation directed in the opposite direction. The tube i itself rolls due to the rotating centrifugal force of the rods. : 2 also in the surrounding mountains and rotates, also slowly: around its own axis, with a speed that depends on dl and s1, i.e. also on the compressibility of the mountains. The rotations of the motor ¢: and of the tube i are in the same direction. The tip digs itself into the ground as a result of the circular movement of the pipe i, and it continues to sink under the effect of its weight or an additional weight load. It will! the magnet linkage with drive motor subsequently also lowered. As with ramming, the mountain is only displaced, but the shaking movement increases the natural density and creates space. The forces required for displacement are therefore significantly smaller than with ramming. In addition, this shaking soil compaction is of great importance for foundation work.

In dieser Form ist das Verfahren besonders vorteilhaft für Pfahlgründungsarbeiten. Dazu wird z. B. :die untere Spitze des Rohres i nur lose aufgesetzt, wie Fig. 2 zeigt. Nachdem das Rohr i seine Endteufe erreicht hat, wird das Innengestänge 2 gezogen, und nun kann ein fertiger Betonpfahl in ersteres eingesetzt werden, oder es wird; flüssiger Beton; eingefüllt und, falls erwünscht, vorher noch eine fertige Eisendrahtarmierung eingebracht. Schließlich wird Rohr i herausgezogen. Die lose Spitze nach Fig. 2 verbleibt in der Erde. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit schrittweiser Kernprobengewinnung dargestellt. Das Rann i ist dabei unten offen und hat einen inneren Absatz. Das Innengestänge :z trägt an einer Kreuzgelenkverbindung oder nachgiebiger Stange 6 ein Kernaufnahmerohr 5. Dieses füllt sich beim Einschwingen des Rohres i und kann mit dem Innengestänge :2 zusammen gezogen werden. Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Kernaufnahmerohr 5 nur nachgiebig mit :dem Innengestänge 2 verbunden ist und dem Hohlgestänge i vorausbohrt.In this form the method is particularly advantageous for pile foundation work. For this purpose z. B.: the lower tip of the tube i only loosely attached, as in Fig. 2 shows. After the pipe i has reached its final depth, the inner linkage 2 pulled, and now a finished concrete pile can be used in the former, or it will; liquid concrete; filled in and, if desired, a finished one beforehand Iron wire reinforcement introduced. Finally tube i is pulled out. The loose The tip of Fig. 2 remains in the ground. In Fig. 3 is an embodiment of the step-by-step core sampling procedure. The Rann i is open at the bottom and has an inner heel. The inner linkage: z carries on one Universal joint or compliant rod 6 a core receiving tube 5. This fills up when tube i swings in and can be combined with the inner rod: 2 to be pulled. Fig. 4 shows a further embodiment in which the core receiving tube 5 only compliant with: the inner rod 2 is connected and the hollow rod i pre-drilled.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für fortlaufende Förderung des Bohrkleins. beim Bohrcri nach der Erfindung. Dabei ist das Innengestänge 2 hohl und ragt mit seinem elastisch nachgiebigen Oberteil durch eine Stopfbuchse 7. Bei 8 wird Druckluft oder Flüssigkeit eingepreßt, diese fließt durch den; (umlaufenden) sichelförmigen Spalt zwischen Innengestänge 2 und Hohlgestänge i nach unten und dann durch die Bohrung des Innengestänges 2 wieder zutage und reißt dabei ständig das durch die Bohrkrone g hindurchtretende Bohrklein mit zutage. Es kann mit Luftzufuhr bei 8 auch nach dem bekannten Prinzip des Mischluftwasserhebers gespült werden. Das `'Wasser wird aber dann nur dem Grundwasser entnommen: und dem Bohrloch nicht etwa wieder zugeführt. Man erhält also immer nur das unvermischte Grundwasser an, der Bohrkrone, und man kann, seine Brauchbarkeit sogleich richtig beurteilen. Zum Bohren wird aber kein Wasser gebraucht, was in wasserarmen. Ländern von ausschlaggebender Bedeutung ist. Bei der Wassersuche zeigt sich vorhandenes Wasser beim Bohren von selbst an, indem es ausfließt. Durch Überschieben eines geschlitzten Filterrohres über das Rohr i kann, nach der Erfinr dung eine Wassersuchbohrung in einem Arbeitsgang zum Fördern eingerichtet werden. Die natürliche Graupelbettbildung um das Filterrohr, herum wird durch die Rüttelbewegung wirksam unterstützt. Ist Wasser in: genügender Menge und Güte angetroffen und zeigt sich an dem Bohrgut, da.ß die wasserführende Schicht genügend großes Korn führt, um ein natürliches Graupelbett zu bilden, so. wird das Rohr i mit dem Innengestänge rüttelnd und wasserfördernd aus dem Filterrohr, das im Bohrloch verbleibt, herausgezogen. Es kann dann eine Pumpe eingebaut werden. Ergeben, sich keine zufrieden stellende Verhältnisse, so wird das Filterrohr sogleich rüttelnd mit herausgezogen und geht nicht verloren:.Fig. 5 shows an embodiment for continuous promotion of the Cuttings. at Bohrcri according to the invention. The inner linkage is 2 hollow and protrudes with its resilient upper part through a stuffing box 7 8 compressed air or liquid is injected, this flows through the; (circumferential) sickle-shaped gap between inner linkage 2 and hollow linkage i down and then through the bore of the inner linkage 2 again to light and tear constantly the cuttings passing through the drill bit g also come to light. It can be with air supply at 8 can also be flushed according to the known principle of the mixed air water lifter. The water is then only taken from the groundwater: and not from the borehole about fed back. So you always only get the unmixed groundwater, the drill bit, and one can immediately judge its usefulness correctly. To the But no water is needed for drilling, which is possible in water-poor. Countries of crucial Meaning is. When searching for water, existing water is shown when drilling itself by flowing out. By sliding over a slotted filter tube via the pipe i can, according to the invention, a water search bore in one operation be set up for funding. The natural sleet bed formation around the filter pipe, around is effectively supported by the shaking movement. Is water in: more sufficient Amount and quality encountered and is shown in the drilling material that the water-bearing Layer enough grain leads to form a natural sleet bed, so. the pipe i with the inner rods is shaking and pumping water out of the filter pipe, that remains in the borehole, pulled out. A pump can then be installed. If the conditions are not satisfactory, the filter tube will be replaced immediately shaking with pulled out and is not lost :.

Das vorherige Überschieben eines Filterrohres kann auch beim Horizontalbohren in gleicher Weise erfolgen wie beim Vertikalbohren., so, d.aß z. B. Sandkippen und Böschungen im Braunkohlentagebau durch Horizontalbohrungen nach der Erfindung entwässert und standfest gemacht werden. können. An Stelle eines Filterrohres kann dabei auch eine dicht gewickelte Schraubenfeder über das sich im Bohrloch abrollende Rohr i geschoben werden. Beim Bohren. wird diese an ihrem hinteren Ende mit vorgedrückt, sie bleibt also dicht. Ist die beabsichtigte Bohrlänge erreicht, so wird sie während eines kurzen. Bohrmarsches hinten nicht mehr mit vorgedrückt, sondern nur noch vorn, sie öffnet sich durch die Rüttelbewegung gleichmäßig, und der dadurch entstehende schraubenförmige Spalt bildet den Filterschlitz mit beliebig einstellbarer Weite. Das zwischen die Windungen tretende Gebirgskorn hindert die Feder daran, daß sie sich wieder zusammenzieht und schließt.The previous pushing over of a filter tube can also occur when drilling horizontally take place in the same way as with vertical drilling., so, d.aß z. B. sand dumps and Embankments in open pit lignite mining drained by horizontal drilling according to the invention and be made stable. can. Instead of a filter tube can also a tightly wound coil spring over the pipe rolling in the borehole i be pushed. When drilling. if this is pushed forward at its rear end, so it remains tight. If the intended drilling length is reached, it will be during a short one. Drilling march at the rear no longer pushed forward, but only at the front, it opens evenly through the shaking movement, and the resulting The helical gap forms the filter slot with an arbitrarily adjustable width. The mountain grain stepping between the coils prevents the spring from moving it contracts again and closes.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung eines nicht magnetischen Innengestänges zum Erzeugen der umlaufenden Querkräfte. Auf das Innengestänge 2 sind drehbare Übertragungsrollen 1o in Abständen. angebracht. Zwischen diesen. sind die Exzentergewichte 1i alle nach einer Richtung in Form von übergeschobenen:, halb ausgeschnittenen Rohrstücken. befestigt. Die Rollen 1o übertragen die bei der Ro:-tatio@n des Innengestänges 2 entstehenden Fliehkräfte auf das Hohlgestänge i. Eine Übersetzung ins Schnelle wie beim magnetischen Abrollinnengestänge findet dabei nicht statt, und Rotations-und Ouerkraftumlaufrichtung sind gleichgerichtet.Fig. 6 shows an embodiment of a non-magnetic inner linkage to generate the circumferential transverse forces. On the inner linkage 2 are rotatable transfer rollers 1o at intervals. appropriate. Between these. are the eccentric weights 1i all in one direction in the form of slipped, half-cut pieces of pipe. attached. The roles 1o transfer the at the Ro: -tatio @ n of the inner linkage 2 resulting centrifugal forces on the hollow rod i. A quick translation like in the case of the magnetic inner unwinding linkage does not take place, and rotation and Ouerkraft direction are rectified.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform zur Erzeugung der umlaufenden Querkräfte. In, dem Hohlgestänge i ist auf größerer Länge eine mit einem Kunststoffmantel 1:2 fest umpreßte exzentrische Stange oder Hohlstange 2 leicht drehbar eingebracht. Die ganze exzentrische Kunststoffummantelung 12 rotiert also im Hohlgestänge i und ist zugleich kraftübertragende Gleitlagerung.Fig. 7 shows another embodiment for generating the circumferential Lateral forces. In, the hollow rod i is a longer length with a plastic jacket 1: 2 fixed eccentric rod or hollow rod 2 inserted easily rotatable. The entire eccentric plastic casing 12 thus rotates in the hollow rods i and is also a force-transmitting slide bearing.

In festem Gebirge ist es nicht notwendig, das ganze Hohlgestänge i dein, umlaufenden. Querkräften, auszusetzen, da die Bohrlochwandung nicht verfestigt zu werden braucht. Es genügt, den unteren oder vorderen Teil des Bohrrohres allein entsprechend auszubilden.In solid rock it is not necessary to use the entire hollow rod i your, circumferential. Shear forces to expose, since the borehole wall does not solidify needs to become. It is sufficient to use the lower or front part of the drill pipe alone to train accordingly.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel. In dem unteren (vorderen) verdickten Teil des Hohlgestänges i ist ein mehr oder weniger langgestrecktes exzentrisches Gewicht 2 in Kugellagern 3 gelagert. Es erhält seinen Rotationsantrieb: über ein dem Bedarf angepaßtes langes zentrisches Gestänge von, einer schnell laufenden, Maschine (Preßluftturbine, hochtouriger Elektromotor). Die flache Stirnseite 4. kann mit Hartmetallspitzen., Schneiden oder Diamanten. besetzt werden. Durch Bohrunge#n 5 kann Spülwasser oder Luft der Bohrlochsohle zugeführt werden, das bzw. die entweder durch das Hohlgestänge i oder durch das ebenfalls hohle Antriebsgestänge- über einen Spülkopf in bekannter Weise zugeführt wird. Der Vorteil bei dieser Form der Erfindung liegt einmal darin., daß hochtourige leichte Antriebsmaschinen ohne Getriebe verwendet werden können., denn die Übersetzung ins La.ngsame erfolgt durch das Abrollen im Gebirge- von selbst, und: weiter darin, daß alle Punkte der bohrenden Stirnfläche q. die gleiche Geschwindigkeit haben, also sich gleichmäßig abnutzen. Beim normalen Drehbohren ist die Geschwindigkeit im Zentrum Null und am Außenumfang groß, wodurca sich die Bohrerschneide außen schneller abnutzt. In gleicher Weise können auch im harten. Gebirge Kerne erbohrt werden, in dem vor der Stirnfläche 1. ein entsprechend gezahntes Kernrohr angebracht wird.Fig. 8 shows an embodiment. In the lower (front) thickened Part of the hollow rod i is a more or less elongated eccentric one Weight 2 stored in ball bearings 3. It gets its rotary drive: via a Long centric linkage adapted to the needs of a fast running, Machine (compressed air turbine, high-speed electric motor). The flat face 4. can with carbide tips., cutting edges or diamonds. to be occupied. Through holes # n 5, flushing water or air can be supplied to the borehole bottom, which either through the hollow linkage i or through the likewise hollow drive linkage via a Rinsing head is supplied in a known manner. The advantage with this form of the invention lies in the fact that high-speed, lightweight prime movers are used without gears can be., because the translation into the longitudinal is done by scrolling in the Mountains - by themselves, and: further in that all points of the drilling face q. have the same speed, so wear out evenly. With normal Rotary drilling, the speed is zero in the center and high on the outer circumference, wodurca the outside of the drill bit wears out faster. In the same way, the tough. Mountain cores are drilled, in which in front of the front face 1. a corresponding toothed core tube is attached.

Die Erfindung ist in der Form der Fig. 8 auch in Metall, Holz us-,v. anwendbar, z. B. auch zum Aufbördeln und Räumen. Die "#,bwälzbe,#vegung einer Hohlstange in einem Bohrloch kann nach der Erfindung auch dadurch erzielt werden, daß diese Stange elastisch durchgebogen oder nach Anbringen eines Gelenkelementes etwas geknickt, die Durchbiege:- oder Knickrichtung aber schnell zum Umlaufen gebracht wird.The invention is in the form of FIG. 8 also in metal, wood, etc., v. applicable e.g. B. also for flanging and broaching. The "#, bwälzbe, # movement of a hollow rod in a borehole can also be achieved according to the invention in that this Rod bent elastically or slightly kinked after attaching a joint element, the deflection: - or the direction of the buckling, but is made to rotate quickly.

Fig. g und 1o zeigen hiervon beispielsweise Ausführungen.FIGS. G and 10 show examples of this.

In Fig. g sind auf einer möglichst starren, rotierend angetriebenen Stange :2 drei exzentrische Lagerrollen 3 fest angebracht, so@ daß diese einen. verbiegenden Zwang auf das sich im Bohrloch abwälzende Rohr i ausüben. Die Stange 2 biegt sich dabei selbst durch, das ist indessen nicht wichtig und deshalb nicht gezeichnet. Durch die umlaufende Durchbiegung wälzt sich Rohr i auf der Bohrlochwand ab und verdreht sich dabei auch langsam um seine Längsachse. Die Wirkung ist die gleiche wie beim Fliehkraftmassenantrieb, die Kräfte sind aber nicht wie bei diesem von der Antriebsdrehzahl abhängig, die Durchbegung wird nur von den Ab- messungen bestimmt, nicht von der Drehzahl. Bei dieser Ausführung der Erfindung können also auch kleinere Antriebsdrehzahlen zur Anwendung kommen.In Fig. G are on a rigid rotating rod as possible: 2 three eccentric bearing rollers 3 firmly attached, so @ that these one. exert bending force on the rolling tube i in the borehole. The rod 2 bends by itself, but this is not important and is therefore not shown. Due to the circumferential deflection, pipe i rolls off on the borehole wall and also slowly rotates around its longitudinal axis. The effect is the same as the centrifugal mass-drive, the forces are not as dependent on that of the drive speed, which is determined Durchbegung measurements only on the waste, not the speed. In this embodiment of the invention, lower drive speeds can also be used.

In dieser Form kann. die Erfindung auch in sehr einfacher Weise verwirklicht werden, indem eine krumme Stange in das abrollende Hohlgestänge eingeführt und rotierend angetrieben wird (Fig. io). Die krumme Stange verbiegt das umgehende Hohlgestänge umlaufend elastisch. Auch das Hohlgestänge selbst kann dabei gebogen sein. Stimmen beide Krümmungen in der Lage überein, so ist die größte Durchbiegung vorhanden, ist das rotierend angetriebene Innengestänge mit seiner Krümmung aber gerade entgegengesetzt gerichtet, so! können sie beide zusammen etwa gerade sein. Das abrollende Hohlgestänge wird dann in schneller Folge abwechselnd krumm und gerade. Die elastische Durchbiegung läuft auch schnell um, sie ist aber in der Richtung der Krümmung des Abrollgestänges größer als senkrecht zu dieser Richtung. Je nach gewählter Krümmung von Innen- und Außen gestänge und der Flächenträgheitsmomente können die verschiedensten Varianten erzielt werden. Auch kann das Innengestänge ebenfalls hohl sein, und auch außen mit Längsriefen versehen sein, wenn beim Bohren gespült werden soll (genau wie an dem Beispiel nach Fig. 5 beschrieben). Ein langer Gestängestrang, der aus einzelnen solcher gekrümmter Stücke zusammengeschraubt ist, führt also eine umlaufend schlängelnde Bewegung aus und rollt dabei langsam rotierend an dem umgebenden Gebirge ab. Der lange Gestängestrang kann außen mit einer schraubenförmig verlaufenden Rippe versehen sein, wodurch sich der Gestängestrang von selbst in Bohrrichtung vorzieht. Beim Horizontalbohnen zieht sich das bohrend abrollende Gestänge dann von selbst weiter in. das Bohrloch hinein und braucht nicht .oder nur wenig am hinteren Ende vorgedrückt zu werden. Diese Ausführung hat den Vorteil, sehr einfach zu sein. Die Schmierung des Innengestänges im Außengestänge ist sehr einfach, in. dem von, Zeit zu Zeit Fett oder fortlaufend öl durch den langen Lagerspalt hindurchgedrückt wird.In this form can. the invention also implemented in a very simple manner are inserted by inserting a crooked rod into the unrolling hollow rod and rotating is driven (Fig. io). The crooked rod bends the surrounding hollow rods all-round elastic. The hollow rod itself can also be bent. voices if both curvatures coincide, the greatest deflection is present, however, the inner linkage, which is driven in rotation, is just opposite with its curvature directed so! can they both be roughly straight together. The unrolling hollow rod then alternately crooked and straight in quick succession. The elastic deflection also rotates quickly, but it is in the direction of the curvature of the unwinding rod greater than perpendicular to this direction. Depending on the selected curvature of inner and Outer linkage and the area moments of inertia can have a wide variety of variants be achieved. The inner linkage can also be hollow, and also on the outside be provided with longitudinal grooves if flushing is to be carried out during drilling (exactly as on the example of FIG. 5 described). A long string of rods made up of individual such curved pieces is screwed together, so leads a circumferential meandering Movement and rolls slowly rotating on the surrounding mountains. Of the long rods can be provided with a helical rib on the outside whereby the drill string pulls itself forward in the drilling direction. At the The drilling unrolling rod then pulls horizontal beans on by itself into. the borehole and does not need .or only slightly pushed forward at the rear end to become. This design has the advantage of being very simple. The lubrication the inner linkage in the outer linkage is very simple, in. that of, time to time Grease or continuous oil is pressed through the long bearing gap.

Fig. i i zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der das Kernrohr 5 zusammen, mit dem Abwälzrohr i gelenkig zum umlaufenden Ausknicken gebracht wird. Die rotierend angetriebene Stange 2 ist durch eine zentrische Rolle 3 im Abwälzrohr r geführt und unterhalb dieser gekröpft. Das allseitig bewegliche und drehfreie Kugelgelenk 4 überträgt die umlaufende Ausknickung auf den Hals der Schappe 5. Durch das umlaufende Ausknicken wälzt sich sowohl das Rohr i als auch die Schappe 5 auf der Bohrlochwand ab" und beide führen deshalb auch eine langsame Drehbewegung um die Längsachse aus.Fig. I i shows an embodiment of the invention in which the core tube 5 together with the rolling tube i is articulated to the circumferential buckling. The rotating rod 2 is driven by a central roller 3 in the rolling tube r out and cranked below this. The all-round movable and rotation-free Ball joint 4 transfers the circumferential buckling to the neck of the Schappe 5. Through the circumferential buckling rolls up both the tube i and the scoop 5 the wall of the borehole "and both therefore also perform a slow rotary motion the longitudinal axis.

Die Erfindung ist auch geeignet, den Bohrantrieb in das Bohrloch vor Ort zu legen und die zum Bohren: erforderliche Energie in elektrischer Form oder in Form von Druckluft oder Flüssigkeit durch Kabel oder Schlauch zuzuführen, auch beim Horizontalbohnen.The invention is also suitable for pre-drilling the drill drive into the borehole Place to lay and the drilling: energy required in electrical form or in the form of compressed air or liquid through cable or hose, too with horizontal beans.

Fig. 12 zeigt davon eine Ausführung.Fig. 12 shows an embodiment thereof.

In einem Rohrgehäuse i ist 2 ein schnell laufender Motor, der eine exzentrische Masse 3 antreibt. Durch die Fliehkraft wälzt sich das Gehäuserohr i mit dem fest damit verbundenen Kernrohr 5 auf der Bohrlo-chwan;d ab und dreht sich dadurch langsam um die Längsachse. Durch schraubenförmige Rippen auf der Gehäuseaußenwand zieht sich das selbstbohrende Gerät in Bohrrichtung vor, ohne daß es geschoben, wird.In a tubular housing i, 2 is a high-speed motor, the one eccentric mass 3 drives. Due to the centrifugal force, the housing tube rolls i with the core tube 5 firmly connected to it on the borehole swan; d and rotates thereby slowly around the longitudinal axis. With helical ribs on the outer wall of the housing the self-drilling device pulls itself forward in the drilling direction without being pushed, will.

Es kann den Schlauch oder das Kabel hinter sich herziehen. Der Kabel- oder Schlauchauschluß erfolgt über einen. Wirbel q., damit diese nicht unzulässig verdrillt werden.It can pull the hose or the cable behind it. The cable- or hose exclusion takes place via a. Vortex q. So that this is not inadmissible be twisted.

Die Erfindung ist mit den dargestellten Ausführungsformen keineswegs erschöpft.The invention is in no way related to the illustrated embodiments exhausted.

In ihren Verwirklichungsmöglichkeiten, ist sie außerordentlich vielgestaltig und erweist sich dadurch sehr vorteilhaft, daß der Antrieb mit großer Drehzahl erfolgen kann, die Übersetzung ins Langsame und die Erzeugung großer Drehmomente im Bohrloch selbst vor sich geht, hierzu also. keinerlei besonders kräftige Übertragungselemente erforderlich-sind, daß das Bohrzeug nicht fest werden kann, weil die Reibung ausgeschaltet wird, daß ein immer vollständig geschütztes Bohrloch entsteht, daß mit vergleichsweise kleinstem Durchmesser von, Anfang bis Ende gebohrt werden kann., daß durch die Rüttelbewegung im Lockengebirge die Lagerungsdichte vergrößert wird und leicht Verdrängung erfolgen kann und daß trockenes und feuchtes Gebirge und Wasser gleich gut nur mit Luft herausgespült werden können und daß der Filtereinbau mit dem Bohren in einem Arbeitsgang vorgenommen werden, kann.In its possibilities of realization, it is extraordinarily diverse and proves to be very advantageous in that the drive takes place at high speed can, the translation into slow speed and the generation of large torques in the borehole itself is going on, so here. no particularly powerful transmission elements It is necessary that the drill bit cannot become solid because the friction is eliminated is that an always completely protected borehole arises that with comparatively Smallest diameter from beginning to end can be drilled. That by the shaking movement In the Lockengebirge the storage density is increased and displacement easily takes place can and that dry and moist mountains and water are equally well flushed out only with air and that the filter can be installed with the drilling in one operation can be.

Obwohl die Ausführungsformen der Erfindung sehr unterschiedlich sind, liegen ihnen; doch immer der gleiche Gedanke zugrunde, nämlich der, daß das Bohrgestänge ganz oder teilweise oder ein selbstbohrendes Gerät umlaufend quer gegen die Bohrlochwand gedrückt und auf ihr zum Abrollen gebracht wird.Although the embodiments of the invention are very different, lie to them; but always based on the same idea, namely that the drill pipe completely or partially or a self-drilling device circumferentially across the borehole wall is pressed and made to roll on it.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Vertical and horizontal drilling method, thereby characterized in that a, drill pipe (i), which at the same time the task of the protective casing takes over, wholly or partially in direct contact with the borehole wall this is made to roll by circumferential, transverse to the longitudinal axis Centrifugal forces, which in a manner known per se from a rotatingly driven one mounted in the drill pipe Eccentric mass innerv linkage (a) are generated. a. Drilling method according to claim i, characterized in that the revolving. Shear forces are generated by a curved inner rod mounted in the unrolling drill pipe, which runs around it bends elastically by being driven to rotate. 3. drilling method according to claim i, characterized in that the rotating transverse forces are generated by rotating Buckling in the joints of the rolling hollow rod through an inside of the same mounted inner linkage, which is provided with a crank or cam and rotating is driven. q .. drilling method according to claims i to 3, characterized in that that with a closed tip of the rolling hollow rod, loose mountains only is displaced by the natural density due to the jarring movement is enlarged. 5. Device for performing the method according to the claims i to 3, characterized in that the stored inside the unrolling hollow rod Inner rod is connected to a core tube, which is pulled together with the inner rod and can be embedded .. 6. Vertical and horizontal drilling processes according to the Claims, i to 3, characterized in that compressed air or water between Inner and outer rods are supplied above ground, which or that with the mountains or mixed with the groundwater through a borehole in the inner rod increases (in soft mountains), or by the fact that compressed air or a detergent through a hole in the inner linkage or through the space between the inner and outer linkage is fed, which rises again outside the outer linkage (in hard Mountains, metal, etc.). 7. Device for performing the method according to the claims i to q., characterized in that the drive motor for the rotating inner linkage is installed in a housing designed as an upper part of the unwinding rod, wherein the drive energy is supplied to the self-drilling device through a cable or hose will. B. Device for performing the method according to claims i to q., gekennr is characterized by a filter tube pushed over the unrolling hollow rod, which can remain in the borehole or be pulled out again as required. G. contraption according to claim 8, characterized in that instead of a filter tube a tightly wound coil spring is pushed over the unrolling hollow rod, which is short is opened as required before pulling out the unwinding rod. ok contraption for carrying out the method according to the claims. i to q., characterized by that a helical rib is attached to the rolling hollow rod is that this moves in the drilling direction when rolling in the mountains.